Ł A D O W A N I E

69. Olimpiada Fizyczna

Szczegółowy zakres materiału wymaganego od uczestników Olimpiady Fizycznej

Podczas zawodów I stopnia uczniowie rozwiązują zadania w domu. Zawody II i III stopnia odbywają się, w warunkach kontrolowanych. Zadania pierwszego stopnia mogą wymagać odszukania potrzebnych wiadomości uzupełniających w powszechnie dostępnych dla uczniów źródłach. Rozszerzenia materiału ze stopnia I obowiązują w dalszych częściach danej olimpiady. Podczas zawodów I stopnia przewidziana jest też możliwość zadania numerycznego, jak również doświadczenia z wykorzystaniem komputera. Te zadania będą w grupie zadań do wyboru i dlatego nie będzie obowiązku ich rozwiązywania.

Olimpiada fizyczna zakłada następujący zakres i poziom wiedzy oraz umiejętności wymaganych od uczestników:
  1. w zawodach pierwszego stopnia – co najmniej wystarczający do uzyskania oceny bardzo dobrej na zakończenie nauki przedmiotu,
  2. w zawodach drugiego stopnia – co najmniej niezbędny do uzyskania oceny celującej na zakończenie nauki przedmiotu,
  3. w zawodach trzeciego stopnia - w zakresie poszerzonym o znajomość problemów, które pojawiały się we wcześniejszych latach na olimpiadzie fizycznej.


Zakres materiału obejmuje:
  1. Ruch punktu materialnego
    Wielkości skalarne i wektorowe w fizyce, działania na wektorach. Względność ruchu. Prędkość chwilowa i przyspieszenie. Rodzaje ruchów i ich analiza matematyczna. Wykresy parametrów ruchu w zależności od czasu. Zasady dynamiki Newtona. Zasada zachowania pędu, zderzenia. Układy nieinercjalne, siły bezwładności, nieważkość. Siły tarcia i oporu.

  2. Bryła sztywna
    Moment siły i dźwignia. Równowaga bryły sztywnej. Środek masy. Prędkość kątowa i przyspieszenie kątowe. Moment bezwładności. II zasada dynamiki dla ruchu obrotowego. Moment pędu i zasada zachowania momentu pędu.

  3. Energia mechaniczna
    Praca i moc. Energia kinetyczna, potencjalna, grawitacyjna i sprężystości. Energia ruchu obrotowego bryły sztywnej. Przemiany energii mechanicznej, zasada zachowania energii i rozproszenie energii, sprawność urządzeń.

  4. Grawitacja i elementy astronomii
    Fazy Księżyca i zaćmienia. Ruch planet. Metody pomiaru odległości w astronomii. Prawo powszechnego ciążenia, jego zastosowanie dla ciał rozciągłych. Pole grawitacyjne, linie pola. Energia potencjalna grawitacji. Satelita geostacjonarny. Prędkości kosmiczne. Prawa Keplera. Rozszerzanie się Wszechświata i Wielki Wybuch.

  5. Termodynamika
    Właściwości ciał stałych, cieczy i gazów, ich przemiany. Budowa kryształów. Rozszerzalność ciał stałych, cieczy i gazów. Dyfuzja. Napięcie powierzchniowe. Ciśnienie cieczy i gazów. Gęstość substancji. Siła wyporu w cieczach i gazach. Pojęcie gazu doskonałego, równanie Clapeyrona. Przemiany gazowe. Temperatura bezwzględna i jej związek z ruchem cząsteczek. Ciepło właściwe, ciepło molowe i ciepło przemiany fazowej. I zasada termodynamiki, obliczanie W, Q i ΔU, sprawność cykli termodynamicznych. II zasada termodynamiki.

  6. Drgania i fale
    Amplituda, okres, częstotliwość. Ruch harmoniczny. Okres drgań wahadła matematycznego i sprężynowego. Mechanizm rozchodzenia się fal mechanicznych, prędkość fali. Fale harmoniczne, długość fali. Odbicie, załamanie i ugięcie fal, zasada Huygensa. Interferencja fal i jej obraz przestrzenny. Fale stojące i wytwarzanie dźwięków w instrumentach muzycznych. Zjawisko Dopplera. Infradźwięki i ultradźwięki.

  7. Elektryczność
    Elektryzowanie ciał. Przewodniki i izolatory. Prawo Coulomba, energia oddziaływania ładunków. Zasada zachowania ładunku. Natężenie pola elektrycznego i napięcie. Linie pola elektrycznego i ich interpretacja. Kondensator, pojemność kondensatora i energia naładowanego kondensatora. Przewodniki w polu elektrycznym, rola ostrzy, klatka Faradaya.

  8. Prąd stały
    Natężenie prądu elektrycznego. Prawo Ohma. Zależność oporu metali i półprzewodników od temperatury. Praca i moc prądu. Siła elektromotoryczna i opór wewnętrzny. Obwody elektryczne i prawa Kirchhoffa. Opór zastępczy.

  9. Magnetyzm
    Linie pola magnetycznego, ich przebieg w okolicy magnesów stałych i przewodników z prądem. Wektor indukcji magnetycznej, siła elektrodynamiczna i siła Lorentza. Indukcja magnetyczna przewodnika liniowego, pętli i zwojnicy. Materiały magnetyczne. Zasada działania silnika elektrycznego. Strumień indukcji magnetycznej. Indukcja elektromagnetyczna, reguła Lenza. Prądnica i transformator. Samoindukcja. Drgania w obwodach elektrycznych, wartości skuteczne. Dioda i prostowanie prądu przemiennego.

  10. Fale elektromagnetyczne i optyka
    Zakresy fal elektromagnetycznych. Pomiar prędkości światła. Prostoliniowy bieg światła w ośrodku jednorodnym, cień i półcień. Zwierciadło płaskie, kuliste, ognisko, obrazy w zwierciadle płaskim i kulistym. Załamanie i rozszczepienie światła. Całkowite wewnętrzne odbicie. Soczewki, ogniska, obrazy w soczewce. Interferencja i dyfrakcja światła, długość fali świetlnej, siatka dyfrakcyjna. Polaryzacja światła.

  11. Fizyka atomowa
    Widma ciągłe i liniowe, fotony. Poziomy energetyczne atomów, budowa atomu wodoru. Zjawisko fotoelektryczne. Powstawanie promieniowania rentgenowskiego. Fale de Broglie’a.

  12. Fizyka jądrowa
    Budowa jąder atomowych, izotopy. Deficyt masy i energia wiązania. Promienie α, β i γ, schematy rozpadu, czas połowicznego zaniku. Reakcje jądrowe i zasady zachowania. Oddziaływanie promieniowania jądrowego na materię, wykrywanie promieniowania. Rozszczepienie jąder atomowych i jego zastosowania, reakcja łańcuchowa. Reakcje termojądrowe.

  13. Wymagania przekrojowe
    Analiza jednostek. Szacowanie niepewności pomiaru, obliczanie niepewności względnej. Wykonywanie i analiza wykresów, z uwzględnieniem niepewności pomiarowych. Regresja liniowa. Użycie kalkulatora i komputera. Interpolacja i ekstrapolacja. Wykonywanie i opis doświadczeń i pomiarów z zakresu objętego wymaganiami szczegółowymi.

PRZYDATNA LITERATURA

Fizyka dla kandydatów na wyższe uczelnie. Wyd. IX
J. Blinowski, J. Trylski

PWN, Warszawa 1986

Zbiór zadań z olimpiad fizycznych
W. Gorzkowski, A. Kotlicki

WSiP, Warszawa 1984

Olimpiada Fizyczna XXVII-XXVIII (1977/78 - 1978/79)
W. Gorzkowski, A. Kotlicki

WSiP, Warszawa 1984

Olimpiada Fizyczna (XXIX-XXXI)
A. Nadolny, K. Pniewska

WSiP, Warszawa 1986

Laboratorium fizyczne w domu
J. Gaj

WNT, Warszawa 1982

Encyklopedia Fizyki Współczesnej
Praca zbiorowa

PWN, Warszawa 1983

Zbiór zadań z olimpiad fizycznych
W. Gorzkowski

WSiP, Warszawa 1987

Fizyka
J. Orear

WNT, Warszawa 1990

Zadania z fizyki z całego świata z rozwiązaniami -
- 20 lat Międzynarodowych Olimpiad Fizycznych

W. Gorzkowski

WNT, Warszawa 1994

Wybrane zadania z 43 Olimpiad Fizycznych
W. Ungier, M. Hamera

MAGIPPA, 1995

Wybrane zadania doświadczalne z rozwiązaniami
W. Gorzkowski, A. Kotlicki

Wydawnictwo Stowarzyszenia "Symetria i Własności Strukturalne"

50 lat olimpiad fizycznych: wybrane zadania z rozwiązaniami
P. Janiszewski, J. Mostowski

PWN, Warszawa 2002

Podstawy fizyki, tom 1-5
Halliday, R. Resnick, J. Walker

PWN, Warszawa 2003 (oraz wydania wcześniejsze

Feynmana wykłady z fizyki
R. Feynman, R. Leighton, M. Sands

PWN, Warszawa 2003

Fizyka dla szkół średnich, tom 1-4
M. Kozielski, N. Dróbka, M. Demiański

Wydawnictwo B.Z.Kozielski, Warszawa 1999

Nieobliczeniowe zadania z fizyki
J. Turło, J. Domański

Prószyński i S-ka, 1998